Кирилл Александрович Некрасов , Святослав Игоревич Поташников , Антон Сергеевич Боярченков , Анатолий Яковлевич Купряжкин - Параллельные вычисления общего назначения на графических процессорах

по инструкциям......................................... 26
2.1.3. Распараллеливание по данным.................................................. 27
2.2. Преимущества графических процессоров при параллельных
расчетах............................................................................................... 28
2.3. Принцип программирования SIMD на примере пиксельного
шейдера............................................................................................... 30
2.4. Пример сложения матриц................................................................... 32
2.4.1. Распараллеливание независимых вычислений......................... 32
2.4.2. Сложение матриц в рамках шейдерной модели 3.0.................. 34
2.4.3. Структура программы для центрального процессора............... 36
2.4.4. Реализация программы для центрального процессора на C#.... 37

100

Содержание

2.4.5. Программа для графического процессора................................ 43
2.4.6. Вычислительные шейдеры модели 5.0...................................... 49
3. Программирование графических процессоров на CUDA............................. 50
3.1. Модель программирования графических процессоров
как универсальных вычислительных систем..................................... 50
3.1.1. Взаимодействие параллельных вычислительных процессов... 50
3.1.2. Концепция универсального вычислительного
устройства CUDA...................................................................... 51
3.1.3. Иерархия вычислительных процессов и памяти CUDA.......... 53
3.1.4. Возможности и ограничения процессоров
архитектуры CUDA.................................................................... 55
3.1.5. Конвейерная обработка данных в архитектуре CUDA............. 56
3.2. Особенности программирования на CUDA...................................... 56
3.2.1. Идентификация вычислительного потока................................ 56
3.2.2. Совместимость с шейдерными моделями................................. 58
3.2.3. Язык программирования CUDA............................................... 58
3.2.4. Структура программы на CUDA................................................ 59
3.3. Анализ алгоритма параллельного перемножения матриц................. 62
3.3.1. Алгоритм перемножения матриц.............................................. 62
3.3.2. Процедура перемножения матриц на CUDA............................ 64
3.3.3. Оптимизация доступа к памяти при умножении матриц......... 69
3.4. Динамика N тел на CUDA. Пример ускорения программы
за счет скорости GPU......................................................................... 73
3.5. Распараллеливание алгоритмов сортировки. Пример ускорения
программы за счет скорости GPU...................................................... 76
Заключение.................................................................................................... 79
Приложение................................................................................................... 80
Перемножение матриц на CUDA. Программа, исполняемая
центральным процессором..................................................................... 80
Вычисление скалярного произведения векторов на CUDA.................. 84
Компиляция программ на CUDA........................................................... 88
Профайлер............................................................................................... 94
Библиографический список.......................................................................... 98

101

Для заметок

102

Для заметок

103

Учебное издание

Некрасов Кирилл Александрович,
Поташников Святослав Игоревич,
Боярченков Антон Сергеевич,
Купряжкин Анатолий Яковлевич

ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ
ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
НА ГРАФИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОРАХ

Редактор И. В. Меркурьева
Верстка О. П. Игнатьевой
Подписано в печать 06.05.2016. Формат 70×100/16.
Бумага писчая. Печать цифровая. Гарнитура Newton.
Уч.-изд. л. 5,2. Усл. печ. л. 8,4. Тираж 50 экз.
Заказ 123
Издательство Уральского университета
Редакционно-издательский отдел ИПЦ УрФУ
620049, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 5
Тел.: 8(343)375-48-25, 375-46-85, 374-19-41
E-mail: rio@urfu.ru
Отпечатано в Издательско-полиграфическом центре УрФУ
620075, Екатеринбург, ул. Тургенева, 4
Тел.: 8(343) 350-56-64, 350-90-13
Факс: 8(343) 358-93-06
E-mail: press-urfu@mail.ru

I SBN 579961722 - 3

9 785799 617226

--">